第一章　噪声的本质

　　声音与石头扔进水池中形成的波纹并无不同，都是从撞击点向外一圈一圈地扩散。每一个新产生的波纹对水的扰动都比之前更小，它的扩散速度保持不变，但高度不断降低，直到最后水池又平静如初。物理学家从水池观察到的现象则会与常人大不相同。首先，抛掷的动作转移了足够的能量给石头，使之能够在空中飞越；其次，当石头撞击水面时，它的速度减缓，一些能量得以释放，其中的一部分产生了水波，其余部分则产生了扑通声，并使水温微微上升。尽管一圈圈的水波是唯一可见的效果，但能量此时已传播到整个水池中，每一环波纹都是一个不断扩张的半球壳的边缘，水面起起伏伏之时，水温也有些许的升高。

　　一个短促、突然的声响（脉冲），比如拍手声，与石块扔进水中的原理相同。能量从拍击的手掌以一系列球形声波的形式向外传播，速度约是水波的百倍。声波经过的区域压力上升：每一个声波到达一段新的空间时，它所触及的气体分子在极短的时间里会挤得更近一些，声波过后它们又再次分开。拍手声越响亮并不意味着它的声波传播得越快，它仅仅是将把空气分子挤压得更厉害，迫使它们靠得更近，压力升得更高一些。

　　像水波一样，声波也会随着不断的扩张而减弱，在传播和衰减的过程中会使得房间的温度略微上升。上升的幅度极小，因为声波可以很少的能量传播非常远的距离，这也是声音无处不在的原因。

　　如果房间中有一只耳朵，那么声波首先抵达的是它的外缘部分——耳郭。过去一直认为耳郭具有类似助听筒一样放大声音的功能，但它的形状与柔软的质地使它不可能担负这样的重任。不过，假如没有耳郭，只有耳孔的话，我们的听觉就要差得多。在头皮这样平滑的表面上，一个简单陡然的开孔只会将大多数声音反射出去，而不是容纳它们进入。正是耳郭的褶皱在从头皮到耳道之间起到了逐渐过渡的作用，使声波几乎没有遇到什么阻碍就得以进入耳内。

　　顺利进入之后，声波沿外耳道下行，穿越阻挡小飞虫（大概还有俗话说的耳夹子虫）的绒毛和耳垢。两厘米后，声波抵达鼓膜。与其他任何种类的鼓一样，鼓膜是由稀薄材料构成的圆盘，绷得很紧，使得它可以像声波一样轻易地振动。

　　但现在还听不到任何声音。之后，归功于一系列神奇的结构，鼓膜的细微颤动得以加强。仿照一首老歌[1]的歌词，鼓膜与一块听小骨相连，这块听小骨又与另一块听小骨相连，然后再与另一块听小骨相连，最后与一扇小窗连接，够神奇的。这些听小骨是人体中最小的骨头，分别被命名为锤骨、砧骨、镫骨，因为它们的形状看上去很像铁锤、铁砧和马镫（如果不知道铁砧是什么，不妨发挥一下你的想象力，参见图1）。

　　这些听小骨是从几百万年前爬行动物颚骨的一部分进化而来的，现在则起到杠杆的作用，它们的协作使得发生在鼓膜的微小振动在到达镫骨的窗口之后变得不那么小了。这种放大效应使得我们连鼓膜振幅小于一个原子直径那么微弱的声音都能听得到——它的压力只相当于标准大气压的十亿分之一，其能量若用来烧开水泡一小杯茶，则要花上一亿年的时间。如果我们还想听到比这更轻微的声音，那就将生活于无休止的噪声之中，因为我们将会听到空气分子无所不在的无规则运动。所以，我们的听觉真的不能再好了。